Una posible solución para abordar el cambio climático es almacenar de forma segura el dióxido de carbono bajo tierra en depósitos de los que se extraía previamente el petróleo. un enfoque conocido como secuestro de carbono. Esto es caro, pero los costos pueden reducirse extrayendo cualquier aceite restante de estos depósitos al mismo tiempo que se introduce el dióxido de carbono. Sin embargo, Ha sido difícil determinar los sitios más apropiados en términos de retener el dióxido de carbono durante mucho tiempo y maximizar la recuperación de petróleo.

La investigación del Instituto Internacional para la Investigación de Energía Neutral en Carbono (I2CNER) de la Universidad de Kyushu de Japón ha desarrollado un método para simular una mezcla de aceite a alta presión, dióxido de carbono, y el agua subterránea y la extensión que impregna la roca, basado en imágenes de la estructura de la roca tomadas a nivel microscópico. Este enfoque debería ayudar a identificar los sitios apropiados para aplicar esta tecnología, aumentando así la cantidad de dióxido de carbono que se puede secuestrar y ayudando a impedir el cambio climático.

Para el secuestro de carbono en sitios de depósitos de petróleo gastado, El dióxido de carbono se inyecta a una presión tan alta que adopta una forma similar a un fluido llamado fluido supercrítico. Por tanto, hay tres "fluidos":dióxido de carbono, agua, y aceite, en estos sitios subterráneos, por lo que es difícil modelar su complejo comportamiento. En su estudio, los investigadores utilizaron un modelo llamado modelo trifásico de celosía-Boltzmann para predecir qué pasará con estos líquidos durante el secuestro de carbono, considerando factores como el tamaño y la forma de los "poros" vacíos dentro de la roca y los niveles de saturación de estos fluidos en la roca. Este enfoque proporciona además la permeabilidad relativa trifásica de las rocas naturales, aunque las mediciones de laboratorio de esto son extremadamente complicadas, costoso, y requiere mucho tiempo.

"En el secuestro de carbono, podemos redirigir el dióxido de carbono de los sitios de mayor producción, como plantas de energía, a depósitos subterráneos, donde debería permanecer durante miles de años, "dice el coautor del estudio Takeshi Tsuji." Nuestro método puede decirnos qué sitios de almacenamiento serían los mejores para esto. Lo hace al revelar cuánto dióxido de carbono y petróleo pasarán a través de la roca en un sitio en particular ".

Tsuji y el autor Fei Jiang confirmaron la precisión de este método probándolo con una imagen en 3D de la microestructura de la arenisca. La simulación implicó establecer las condiciones iniciales con petróleo y agua presentes en diferentes niveles en la roca, seguido de la inyección de dióxido de carbono a alta presión, después de lo cual se predijeron los cambios en las distribuciones de estos tres componentes. Los estudios anteriores no pudieron realizar dicha simulación de flujo de fluido trifásico en arenisca natural 3D; por lo tanto, esta exitosa simulación en roca natural es un logro emocionante.

"La precisión de los resultados de nuestro método es muy importante, "Dice Jiang." Si los practicantes del secuestro de carbono hacen cálculos incorrectos y eligen sitios inapropiados, el dióxido de carbono no puede atravesar la roca, y podrían aparecer fracturas en la roca después de la inyección a alta presión, lo que podría provocar emisiones peligrosas en la superficie o provocar terremotos ".

Al mejorar la eficiencia de la extracción de petróleo y así aumentar la rentabilidad de esta forma de secuestro de carbono, este método debería permitir que esta forma de captura de carbono se lleve a cabo de manera más amplia.

El artículo "Estimación de la permeabilidad relativa trifásica mediante la simulación de la dinámica de fluidos directamente en imágenes de microestructura de rocas" se publicó en Investigación de recursos hídricos .